public class Sort {
    /**
     * 时间复杂度：
     *      最好情况：数据完全有序的时候 1 2 3 4 5 ：O(N)
     *      最坏情况：数据完全逆序的时候 5 4 3 2 1 ：O(N^2)
     *  结论：当所给的数据 越有序 排序 越快。
     *  场景：现在有一组基本有序的数据，那么你用哪个排序好点？
     *
     * 空间复杂度：O(1)
     * 稳定性：稳定的排序
     *    一个本身就是稳定的排序  是可以实现为不稳定的排序的
     *    但是相反 一个本身就不稳定的排序  是不可能实现为稳定的排序的
     * @param array
     */
    public static void insertSort(int[] array) {
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            int tmp = array[i];
            int j = i-1;
            for (; j >= 0 ; j--) {
                if(array[j] > tmp) {
                    array[j+1] = array[j];
                }else {
                    //array[j+1] = tmp;
                    break;
                }
            }
            array[j+1] = tmp;
        }
    }


    /**
     * 时间复杂度：
     *     n^1.3 - n^1.5
     * 复杂度：O(1)
     *
     * 稳定性：不稳定的排序
     * @param array
     */
    public static void shellSort(int[] array) {
        int gap = array.length;
        while (gap > 1) {
            gap /= 2;
            shell(array,gap);
        }
        //shell(array,gap);
    }
    private static void shell(int[] array,int gap) {
        for (int i = gap; i < array.length; i++) {
            int tmp = array[i];
            int j = i-gap;
            for (; j >= 0 ; j-=gap) {
                if(array[j] > tmp) {
                    array[j+gap] = array[j];
                }else {
                    break;
                }
            }
            array[j+gap] = tmp;
        }
    }

    /**
     * 选择排序：
     *     时间复杂度：不管最好还是最坏 都是O(n)
     *     空间复杂度：O(1)
     *     稳定性：不稳定的排序
     * @param array
     */
    public static void selectSort(int[] array) {
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            int minIndex = i;
            for (int j = i+1; j < array.length; j++) {
                if(array[j] < array[minIndex]) {
                    minIndex = j;
                }
            }
            swap(array,minIndex,i);
        }
    }

    private static void swap(int[] array,int i,int j) {
        int tmp = array[i];
        array[i] = array[j];
        array[j] = tmp;
    }
    public static void selectSort2(int[] array) {
        int left = 0;
        int right = array.length-1;
        while (left < right) {
            int minIndex = left;
            int maxIndex = left;
            for (int i = left+1; i <= right ; i++) {
                if(array[i] < array[minIndex]) {
                    minIndex = i;
                }
                if(array[i] > array[maxIndex]) {
                    maxIndex = i;
                }
            }
            swap(array,left,minIndex);
            //最大值刚好 在最小值的位置 已经交换到了minIndex
            if(maxIndex == left) {
                maxIndex = minIndex;
            }
            swap(array,right,maxIndex);
            left++;
            right--;
        }
    }


    /**
     * 时间复杂度：
     *          O(n*logN)        N^1.3 -->
     * 空间复杂度：O(1)
     * 稳定性：不稳定的
     *    数据量非常 大的时候 堆排 一定比希尔快
     * @param array
     */
    public static void heapSort(int[] array) {
        createBigHeap(array);
        int end = array.length-1;
        while (end > 0) {
            swap(array,0,end);
            siftDown(array,0,end);
            end--;
        }
    }

    private static void createBigHeap(int[] array) {
        for (int parent = (array.length-1-1)/2; parent >= 0 ; parent--) {
            siftDown(array,parent,array.length);
        }
    }

    private static void siftDown(int[] array,int parent,int end) {
        int child = 2*parent+1;
        while (child < end) {
            if(child + 1 < end && array[child] < array[child+1]) {
                child++;
            }
            if(array[child] > array[parent]) {
                swap(array,child,parent);
                parent = child;
                child = 2*parent+1;
            }else {
                break;
            }
        }
    }


    /**
     * 冒泡排序：
     *  时间复杂度： o(n^2)   如果加了优化  最好情况O(N)
     *  空间复杂度：
     *  稳定性：
     * @param array
     */
    public static void bubbleSort(int[] array) {
        for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
            boolean flg = false;
            for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
                if(array[j] > array[j+1]) {
                    swap(array,j,j+1);
                    flg = true;
                }
            }
            if(!flg) {
                return;
            }
        }
    }


    /**
     * 时间复杂度：
     *      最好情况:
     *              O(N*logN)   满二叉树/完全二叉树
     *      最坏情况:
     *            O(N^2) 单分支的树
     * 空间复杂度：
     *   最好情况:
     *           O(logN)   满二叉树/完全二叉树
     *  最坏情况:
     *          O(N)   单 分支的树
     * 稳定性：不稳定
     * @param array
     */
    public static void quickSort(int[] array) {
        quick(array,0,array.length-1);
    }

    private static void quick(int[] array,int start,int end) {

        if(start >= end) return;//左边是一个节点 或者 连一个节点都没有

        int pivot = partition(array,start,end);

        quick(array,start,pivot-1);

        quick(array,pivot+1,end);

    }

    private static int partition(int[] array,int left,int right) {
        int key = array[left];
        int i = left;
        while (left < right) {
            while (left < right && array[right] >= key) {//这里为什么要取等号
                right--;
            }
            //right 下标一定是 比key小的数据
            while (left < right && array[left] <= key) {//这里为什么要取等号
                left++;
            }
            //left 下标一定是 比key大的数据

            swap(array,left,right);
        }
        //相遇的位置 和 i 位置进行交换
        swap(array,left,i);

        return left;
    }


}
